Method Article

Üç Verici Kartezyen Yazıcı Kullanımı Bioprinted Hücresel Yapıların Canlılık

DOI:

10.3791/53156

⸱

September 22nd, 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Surgery, Medical University of South Carolina, 2Department of Regenerative Medicine and Cell Biology, Medical University of South Carolina, 3Department of Bioengineering, Clemson University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bir Kartezyen biyoyazıcı, hassas, tekrarlanabilir geometrilerde çok malzemeli biriktirmeye izin verirken aynı zamanda çevresel faktörlerin kontrolüne de izin verecek şekilde tasarlanmış ve üretilmiştir. Üç boyutlu biyo-yazıcıyı kullanarak, karmaşık ve uygulanabilir yapılar basılabilir ve kolayca çoğaltılabilir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Doku mühendisliği, işlevsel olmayan veya hasarlı doku için replasman yapımına odaklanmıştır. Doku mühendisliğinde üç boyutlu biyobaskının kullanılması, biyomimetik doku yapılarını üretmek için hücrelerin ve matrisin basılması için yeni yöntemler üretmiştir. Üç boyutlu biyo-baskı için geliştirilen katı serbest biçimli üretim (SFF) yöntemi, hücre ve hidrojel damlacıklarını katman katman biriktirerek eklemeli bir üretim yaklaşımı kullanır. Biyo-baskı üretimi, biyolojik materyallerin üç boyutlu mimarilere spesifik olarak yerleştirilmesine bağlıdır ve basılı yapılar, doğal dokudaki hücrelerin ve hücre dışı matrislerin karmaşık organizasyonunu yakından taklit etmelidir. Bu makale, Kartezyen bir biyoyazıcı olan Palmetto Yazıcının kullanımının yanı sıra, aynı zamanda çevresel faktörlerin kontrolüne izin verirken mekansal olarak organize, uygulanabilir yapılar üretme sürecini vurgulamaktadır. Bu metodoloji, bu özel ve karmaşık geometrileri üretmek için bilgisayar destekli tasarım ve bilgisayar destekli üretimi kullanır. Son olarak, bu yaklaşım, kontrol edilebilir baskı parametreleri ile optimize edilmiş fabrikasyon yapıların tekrarlanabilir üretimine izin verir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Doku mühendisliği, korumak, geri yükleme veya yerel dokuyu geliştirmek ve işlevsel ikame gelişiminde biyoloji ve mühendislik prensiplerini kullanır. Doku mühendisliği yanı sıra hücre tabanlı sensörler, ilaç / toksisite taraması, doku veya tümör modellerinde, diğer bilimsel ve teknolojik gelişmeleri kolaylaştıracak talep üzerine üç boyutlu biomimetic yapılar üretme yeteneği. Yakından hücreler ve nativ dokuda hücre dışı matrisin yüksek organize etkileşimi taklit eden gerekir, çünkü doku mühendisliği yapılarının üç boyutlu kuruluş imalat yönteminin temel bir bileşenidir.

Biyolojik olarak parçalanabilir ve şekli oluşturan üç boyutlu iskele hü....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aljinat Hidrojeller Üç Boyutlu Bioprinting için Jelatin içeren substratın hazırlanması 1.

  1. Yüksek içerikle ilişkili azaltılmış canlılığı önlemek için Pataky ve ark 11 tarafından tarif kalsiyum / jelatin tabaka yöntemi izlenerek kalsiyum / jelatin substrat hazırlayın. Kalsiyum / jelatin tabaka yöntemi aşağıda listelenmiştir.
    1. Damıtılmış su içinde kalsiyum klorür dihidrat (ağırlıkça% 1.5), sodyum klorür (ağırlıkça% 0,9), ve domuz jelatin (ağırlıkça% 2) birleştirin ve 100 mM jelatin solüsyonu oluşturmak için 2 dakika boyunca kaynatılır.
  2. Jel O kadar buzdolabında düz bir yüzeyde, 100 mm standart petri kutularının i....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sonuçlar bioprinter doğru belirli bir üç boyutlu yerle hücre yüklü hidroj biriktirilmesi ve sürekli olarak bilgisayar destekli yazılımı kullanılarak yeteneğine sahiptir göstermektedir. Bu yazılımlar her damla yerleşimini belirler ve (Şekil 3,4) dağıtmak için parametrelerin çoğunu kontrol eder. Uygun biyomalzemeleri yatırmak bioprinter tekrarlanabilirliği doku mühendisliği uygulamaları başarısı için esastır.

Hücre canlılığı, başarılı bir bioprinting tekniğinin gerekliliklerin.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Doku mühendisliği odak noktası, geri sürdürmek, ya da yerli doku functio geliştirme yeteneğine sahip biyolojik değiştirmeleri geliştirerek, organ sıkıntısı ve transplantasyon ihtiyaçları arasında köprü olmaktır. Bu iç Geometr üzerinde bir kompleks, anatomik olarak uygun dış geometri ve hassas kontrolü ile iskelelerinin doğrudan imalat yol açmıştır. Üç boyutlu bioprinting katman-katman approac kullanarak dijital model çeşitli boyut ve şekillerde üç boyutlu yapılar oluşturmak için kullanılan bir yöntemdir. Üç boyutlu biom.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Hibe No EPS-0903795 Ulusal Bilim Vakfı, NIH NIDCR R01-DE019355 (MJY PI) ​​ve Grant 8P20 GM103444 (YM PI) tarafından verilen altında Hükümet Desteği ile desteklenmiştir.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Konumlandırma Robotu (JR2000 XYZ)Janome 
Dağıtıcılar: SDAV Lineer Sürücü SmartDispensersFishman Corporation
Optik Işık Sensörleri: Keyensce
Deplasman Lazeri: OD MiniSICK
Devridaim Su Banyosu: PolystatCole-ParmerEW-12122-02
USB Kameralar: Dino-Lite Premier 5MPAnMo Electrionics/YSC TechnologiesAD7013MT
Yazıcı Uyumlu Bilgisayar Tasarım Yazılımı: JR-C PointsJanome, Janome Robot'un satın alınmasıyla birlikte geliyor
Bilgisayar Destekli Tasarım Çizim Yazılımı: Visual PathBuilderRatioServŞu adresten indirilebilir: www.ratioserv.com/index.php/downloads
Yazıcı 3 cc Şırıngalar: Fishman Corporation122051
22 G Dispenser İpuçlarıFishman CorporationZ520122 
Kalsiyum Klorür DihidratSigma-Aldrich10035-04-8
Sodyum KlorürSigma-Aldrich7647-14-5
Domuz JelatiniSigma-Aldrich9000-70-8
Titanyum DioksitSigma-Aldrich13462-67-7
Protanal LF 20/40 Aljinat (Sodyum Aljinat)FMC BioPolymer9005-38-3
Hidroklorik AsitSigma-Aldrich7647-01-0
Etilen GlikolMallinckrodt Baker, Inc9300-01
Sodyum PeriodatSigma-Aldrich7790-28-5
hADSCLonzaPT-5006Kullanılana kadar sıvı nitrojen içinde şişelerde saklayın.
Dulbecco'nun Modifiye Eagle's MediumGibco Life Technologies11965-09237 °C'de Sıcak; Kullanmadan önce C su.
Tripsin / EDTALonzaCC-501237 ° C'de sıcak; Kullanmadan önce C su.
CalceinGibco Life TechnologiesC3100MPKaranlıkta -80 ° C'de Mağaza; Kullanana kadar C.
Canlı / Ölü Memeli Canlılık Test KitiInvitrogen Life TechnologiesL-3224Karanlıkta -80 ° C'de saklayın; Kullanana kadar C.
MESHidrat Sigma-AldrichM2933
N-HidroksisüksinamidSigma-Aldrich130672
1-etil- (dimetilaminopropil) karbodiimid (EDC)Sigma-AldrichE1769 ve nbsp;10 gr
Dulbecco'nun Fosfat Tamponlu Tuzlu Suyu, +Kalsiyum, +MagnezyumYaşam Teknolojileri1404013337 °C &°C; Kullanmadan önce C su.
Dulbecco'nun Fosfat Tamponlu Tuzlu Suyu, -Kalsiyum, -MagnezyumYaşam Teknolojileri1419014437 ° C'de Sıcak; Kullanmadan önce C su.
RGD PeptitlerUluslararası Peptitler
Alexa Fluor 546 Phalloidin LekeInvitrojen Yaşam TeknolojileriA22283-20 °C'de saklayın; Kullanıma kadar C
(4 ', 6-Diamidino-2-Fenilindol, Dihidroklorür) (DAPI) StainLife TechnologiesR37606-20 ° C'de saklayın; Kullanıma kadar C

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Langer, R., Vacanti, J. P. Tissue Engineering. Science. 260 (5110), 920-926 (1993).
  2. Derby, B. Review: Printing and Prototyping of Tissues and Scaffolds. Science. 338 (6109), 921-926 (2012).
  3. Kachurin, A. M., et al. Direct-Write Construction of Tissue-....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Bioprinted Cellular ConstructsThree Dispenser PrinterHuman Adipose Tissue Stromal CellsOxidized RGD Conjugated Alginate Bio InkConfocal Microscopy AnalysisCell Viability Proliferation MigrationComputer Aided Design ManufacturingSolid Freeform Fabrication MethodSpatially Organized ConstructsReproducible Production Parameters

Related Articles